关于建筑钢结构工程设计及其注意事项的探析

2019-11-28赵贺

商品与质量 2019年47期

赵贺

中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院江苏南京 210000

1 建筑结构中钢结构设计的重要性

目前，建筑工程中使用的钢结构，都是将钢板经过科学合理的加工工艺制作而成，一般钢结构主要分为轻钢和重钢两种，其中轻钢具备占地面小、自重轻的特点，多被用于跨度较小的建筑工程中。而重钢则刚好相反，它的自重较大、且优势较多，比普通常钢筋混凝土结构的建筑承重性要好，因此，在大型建筑工程中使用的较为广泛。

在建筑结构设计中，钢结构的设计非常关键，它不仅关系着整个建筑工程的质量，而且直接关系着建筑行业未来的发展。由于钢结构设计的质量和稳定性是与钢结构制造企业有着直接关系，因此，不断优化钢结构的设计尤为重要。站在建筑结构设计的角度来看，在设计钢结构的过程中，要求设计师具备较强的空间想象力和设计水平，它的设计难度要远大于混凝土结构的设计，要求设计师必须具有丰富的设计经验，在设计中严格按照国家相关规定，并结合建设工程的实际情况进行设计，从而确保钢结构的设计质量满足实际需求[1]。

2 建筑工程中钢结构设计的要点

2.1 建筑工程中钢结构稳定性设计的有关原则

在建筑工程设计过程中，和钢结构稳定性相关的主要原则包含了以下几项，即为：稳定性、配合性和统一性的原则。（1）稳定性原则。其强调在开展整体结构布置以及设计的环节中，考虑到各构件和整体的稳定性要求，构件平面的稳定性计算和结构布置有必要形成一致；（2）配合性原则。其主要要求细节部分的施工和施工稳定性计算能够形成一致、相互配合；（3）统一性原则。这种原则强调所选取的计算方式应该和计算结构图高度统一。

2.2 注重细部设计

为了进一步确保建筑钢结构设计能够最大程度满足其建设要求，相关工作人员在分析钢结构设计时，需要确保节点设计具有更高的科学性，因此，在进行细节部分设计时，必须对其进行氛围精确的计算，确保其完善。在我国目前开展建筑工程施工过程中，普遍选择使用杆系结构，该结构通常对钢材细部节点和内部结构都具有较为复杂的要求，在不同构件之间所具有的约束作用普遍较小，相关工作人员可以选择在施工现场直接进行刚才拼装，只有确保在建筑工程中进行钢结构设计时，严谨考虑细节部分并对其进行科学设计，才能进一步确保钢结构具有更高的稳定性，安和安全性，对其应用价值进行更高程度的保障。

2.3 优化钢结构工程抗震设计

全面了解钢结构之间的稳定关系，可以进一步优化工程结构稳定性设计。为此，设计人员要加大对钢结构抗震设计的重视。在钢结构设计时，需遵循简洁化、规整化与标准化的基本原则。在钢结构构件连接处理时，结合实际情况进行操作。确保屋架和屋面板、屋架和柱体、柱体和基础的连接稳固性，完善整体钢结构的抗震性能。需要格外强调的是，钢结构的抗震性能与配置位置和支撑形式存在紧密联系。为此，在钢结构设计时，需全面考虑相关因素，尽可能的减小这些因素对钢结构抗震性能的影响。在钢结构设计环节，还要着重注意小规格的零构件，以铆钉为例，铆钉的连接性能在很大程度上决定了整体建筑结构的稳固性。为此，相关人员要根据结构特点选择对应规格和材质的铆钉[2]。

2.4 构件及节点设计

为了优化钢结构的设计，有必要优化构件的截面，以降低钢结构的设计成本；对于复杂性较高的钢结构，必须严格对每个组件的截面进行验算，尤其是节点模块的设计，这是钢结构设计中非常重要的工作。在此过程中，需要分析等强设计和实际应力问题。在设计中做好焊接，梁腹板和翼缘等板块的设计工作。在进行节点施工时，必须对焊接现场进行严格的检查，并严格按照相关要求对螺栓进行安装紧固，使得每项安装工作可以有序进行。

2.5 防腐设计

在钢结构的设计中，耐腐蚀性是设计师关注的重点。因此，设计师在对钢结构进行设计时，必须针对施工现场的环境采取相应的措施，防止钢结构发生腐蚀。为了降低钢结构发生腐蚀的机率，可以通过在钢结构上施加耐腐蚀能力较强的材料或者涂层，从而提高钢结构的防腐能力。目前，常用的防腐材料是防锈漆，而防锈漆具体的使用量是根据实际的建筑施工情况来定；另外，根据防腐设计的维保方式选择半永久或者永久性的涂装方式。

2.6 防火设计要点

防火设计也是钢结构建筑中的设计重点，因此，在材料的选择上，必须使用防火耐火性较高的材料。目前，在建筑项目中，必须根据建筑的防火要求以及等级来选择相应的防火材料。在选择材料时，由于涂层较厚、粘性较高的材料，它的防火、耐火性能比较好，因此是非常不错的选择。但在钢结构阻燃材料的选择中，如果较厚的材料无法达到阻燃标准，则可以在此阶段选择相对薄一点的耐火材料，特别是要对吊顶材料做好阻燃和防锈处理。在钢结构防火设计中，防火标准和防护等级作为重要的参考标准，它可以最大限度提高钢结构的防火水平。另外，钢结构的设计应以稳定对称为主，尽量在设计中避免结构扭曲，通过上下贯通的方法使得钢结构的稳定性和连贯性得到保障。在钢结构设计中，使用L形或T形的设计方式，可以确保钢结构的作用完全发挥出来，钢结构的位置如果是在结构外围，则可以使得建筑物的抗扭曲能力和抗变形能力达到最佳[3]。